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Química Industrial y Materiales de Construcción

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Maale Sugar

on 4 December 2014

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Transcript of Química Industrial y Materiales de Construcción

Química industrial y materiales de construcción
Integrantes:
María Alejandra Sugar
Erick H. Vélez

Los materiales naturales sin procesar (arcilla, arena, mármol) se suelen denominar materias primas, mientras que los productos elaborados a partir de ellas (ladrillo, vidrio, baldosa) se denominan materiales de construcción.
Los primeros "materiales manufacturados" por el hombre probablemente hayan sido los ladrillos de barro, que se remontan hasta el 13.000 a. C, mientras que los primeros ladrillos de arcilla cocida que se conocen datan del 4.000 a. C.
Entre los primeros materiales habría que mencionar también tejidos y pieles, empleados como envolventes en las tiendas, o a modo de puertas y ventanas primitivas

Orígenes

La química aplicada a los materiales de construcción tiene como función mejorar o reforzar las prestaciones de éstos y evitar posibles patologías de los mismos, bien a corto, medio o largo plazo, con los consiguientes costes económicos derivados, así como problemas tanto estructurales, como localizados, ya sean de mayor o menor gravedad.
El fin de la química aplicada a la construcción es ampliar la esfera de actuación de los materiales y, sobre todo, lograr la fiabilidad y durabilidad de determinadas materias primas que, sin ellos, no responderían de igual forma.
Aplicación de la Química en los materiales
Los materiales de construcción tienen como característica común el ser duraderos. Dependiendo de su uso, además deberán satisfacer otros requisitos tales como la dureza, la resistencia mecánica, la resistencia al fuego, o la facilidad de limpieza.
Características

• -Densidad: relación entre la masa y el volumen
• -Higroscopicidad: capacidad para absorber el agua
• -Coeficiente de dilatación: variación de tamaño en función de la temperatura
• -Conductividad térmica: facilidad con que un material permite el paso del calor
• -Resistencia mecánica: capacidad de los materiales para soportar esfuerzos
• -Elasticidad: capacidad para recuperar la forma original al desaparecer el esfuerzo
• -Plasticidad: deformación permanente del material ante una carga o esfuerzo
• -Rigidez: la resistencia de un material a la deformación

Propiedades de los materiales
También llamados plásticos,
tienen varias propiedades generales que citaremos a continuación:
•- Están constituidos por macromoléculas, ya sean sintéticas o naturales.
•- El principal componente es el carbono.
•- Está formado por monómeros que se unen mediante una reacción llamada polimerización.
•- Las moléculas que constituyen los polímeros se caracterizan por:
•- Ser muy grandes.
•- Tener sus átomos unidos mediante enlaces covalentes.
•- Ser estructuras repetitivas.
Los polímeros
Componentes de Materiales
La polimerización
Es un proceso químico por el que los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamada polímero, o bien una cadena lineal o una macromolécula tridimensional.
Las categorías principales son:
• Polimerización por adición y condensación.
• Polimerización de crecimiento en cadena
y en etapas.

Una polimerización por adición se da cuando la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman.
Polimerización por adición y condensación
Métodos de conformado
- Extrusión
- Inyección
- Compresión
- Soplado
- Moldeado al vacío
- Calandrado (Laminado/Hilado)

Polimerización por crecimiento en cadena y en etapas
En la polimerización por crecimiento en cadena los monómeros pasan a formar parte de la cadena de uno en uno. Primero se forman dímeros, después trímeros, a continuación tetrámeros, etc. La cadena se incrementa de uno en uno, monómera a monómero. La mayoría de las polimerizaciones por crecimiento en cadena es por poliadición.
El cemento es un aglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse.
Cemento
Tipos de cemento
•-de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente;
•-de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico

La arcilla es un suelo o roca sedimentaria constituido por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura.
Arcilla
Tipos de arcilla
•-Arcilla primaria: se utiliza esta denominación cuando el yacimiento donde se encuentra es el mismo lugar en donde se originó. El caolín es la única arcilla primaria conocida.
•-Arcillas secundarias: son las que se han desplazado después de su formación, por fuerzas físicas o químicas. Se encuentran entre ellas el caolín secundario, la arcilla refractaria, la arcilla de bola, el barro de superficie y el gres.

El asfalto, también denominado betún, es un material viscoso, pegajoso y de color negro. Se utiliza mezclado con arena o gravilla para pavimentar caminos y como revestimiento impermeabilizante de muros y tejados. En las mezclas asfálticas es usado como aglomerante para la construcción de carreteras, autovías o autopistas. Está presente en el petróleo crudo y compuesto casi por completo de betún bitumen. El asfalto es una sustancia que constituye la fracción más pesada del petróleo crudo.
Asfalto
Usos del asfaltos
Como el asfalto es un material muy impermeable, adherente y cohesivo, capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas permanentes, presenta las propiedades ideales para la construcción de pavimentos cumpliendo las siguientes funciones:
Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación.
Las fibras son los componentes resistentes en un material reforzado con ellas y definen la mayor parte de las características mecánicas del material, como la resistencia y la rigidez.
La fibra de vidrio se conoce comúnmente como un material aislante. También se usa como un agente de refuerzo con muchos productos poliméricos; normalmente se usa para conformar plástico reforzado con vidrio que por metonimia también se denomina fibra de vidrio, una forma de material compuesto consistente en polímero reforzado con fibra. Por lo mismo, en esencia exhibe comportamientos similares a otros compuestos hechos de fibra y polímero como la fibra de carbono. Aunque no sea tan fuerte o rígida como la fibra de carbono, es mucho más económica y menos quebradiza.
Como Está Compuesto la Fibra de vidrio
La fibra de vidrio útil para tejido tiene como base el compuesto sílice, SiO2. En su forma pura el dióxido de silicio se comporta como polímero (SiO2). Es decir, no tiene un punto de fusión verdadero pero se suaviza a 1200 °C, punto en el que comienza a descomponerse y a 1713 °C la mayoría de las moléculas presentan libertad de movimiento.
Las fibras
El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo.
El vidrio se obtiene a unos 1500 °C a partir de arena de sílice (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3).

Utilidades del vidrio
El Vidrio
Hoy en día, el vidrio se ha convertido en un aliado perfecto para la decoración de nuestros hogares. Gracias a su elegancia, transmisión de la luz exterior y su transparencia, el vidrio hace que los espacios se conviertan en amplios y limpios.
Puede ser utilizado en infinidad de sitios:
1. Mamparas de baño
2. Mamparas divisorias
3. Revestimiento de paredes
4. Barandillas
5. Cortinas
6. Vitrinas
7. Mesas
8. Lucernarios

La pintura es un producto fluido que, aplicado sobre una superficie en capas relativamente delgadas, se transforma al cabo del tiempo en una película sólida que se adhiere a dicha superficie, de tal forma que recubre, protege y decora el elemento sobre el que se ha aplicado
Tipos de pintura
La pintura
Existen diferentes tipos de pinturas, tales como barnices, esmaltes, lacas, colorantes, entonadores y selladores entre otros; cada uno con unas propiedades físicas y químicas que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir el producto adecuado, ya sea por el tipo de superficie a aplicar, el carácter estético o las inclemencias a la que va a estar sometido.
Las más comunes son las siguientes:
-Temple -Pintura plástica -Esmalte graso -Esmalte sintético -Pintura al cemento -Pintura al cal
Todas las pinturas se componen a su vez de una serie de subproductos:
• Pigmentos: son materiales en forma de polvo que al aportarse en el producto, le aportan color y opacidad
• Aglutinantes: Son los líquidos o sólidos encargados de retener los pigmentos una vez que se ha formado la película
• Disolventes: son sustancias encargadas de la disolución del aglutinante en caso de que este sea sólido; y fluidificarlo en caso de un aglutinante líquido
• Plastificante: el efecto del plastificante es hacer que el material al que se agrega sea más maleable, adquiera una mayor plasticidad y por tanto sea más sencillo su tratamiento industrial. Su concentración final suele ser muy baja.

Se denomina metal a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un solapamiento entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico).
Propiedades
Los metales poseen ciertas propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la electricidad. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color; este fenómeno se denomina policromismo.
Metales
• -Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.
• -Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción.
• -Tenacidad: resistencia que presentan los metales al romperse o al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)
• Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, compresión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse.
-Metales ferrosos: Entre los metales ferrosos se incluyen una amplia gama de metales y aleaciones a base de hierro.
-Cobre, latón y bronce: Las aleaciones de cobre, latón y bronce son de metales no ferrosos y aleaciones.
-Titanio: El titanio y las aleaciones a base de titanio son metales muy populares, principalmente por su alta resistencia a la corrosión, sus propiedades de desgaste y por una mejor relación peso/resistencia que otros metales.
-Zinc y aleaciones de Zinc: El zinc y sus aleaciones asociadas son comúnmente utilizadas en los trabajos de producción que requieren fundido a presión.
-Súper aleaciones: Entre las súper aleaciones se incluyen las aleaciones de metales ferrosos y no ferrosos que se mezclan para conceder una mayor resistencia a altas temperaturas, altos niveles de resistencia a la corrosión y oxidación.

Tipos de Metales
Gracias!
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